Tabela do pomiaru prędkości statku według przebytej odległości. O metodach pomiaru prędkości statku
W naszym życiu prędkość pojazdów mierzy się w kilometrach na godzinę (km/h). Tak charakteryzuje się ruch samochodu, pociągu, samolotu. Ale jest jeden wyjątek od tej reguły. W żegludze morskiej prędkość statku wyraża się w węzłach. Ta jednostka miary nie jest zawarta w międzynarodowym systemie SI, ale jest tradycyjnie dopuszczona do użytku w nawigacji.
Pomiar prędkości statków
Porządek ten rozwinął się historycznie. Po określeniu prędkości ruchu statku za pomocą specjalnego urządzenia o nazwie opóźnienie sektora. Była to deska, na końcu której umocowana była lina - cienka lina okrętowa. Na całej długości węzły były wiązane w regularnych odstępach. Marynarz, dotykając ręką liny, liczył liczbę węzłów, które przeszły przez jego dłoń w określonym czasie, określając w ten sposób prędkość natychmiast w węzłach. Ważne jest, aby ta metoda nie wymagała żadnych dodatkowych obliczeń.
Od dawna nikt nie używał lagów tego projektu. Obecnie do pomiaru prędkości statków wykorzystuje się przyrządy oparte na najnowszych osiągnięciach naukowo-technicznych z zakresu hydroakustyki i hydrodynamiki. Popularne są mierniki efektu Dopplera. Są prostsze sposoby – za pomocą specjalnych metalowych gramofonów umieszczanych w wodzie. W takim przypadku prędkość jest określana na podstawie liczby ich obrotów na jednostkę czasu.
Mila morska
W języku potocznym jeden węzeł oznacza prędkość, z jaką statek pokonuje jedną milę morską w ciągu godziny. Początkowo jego wartość wynosiła 1853,184 metry. To jest dokładnie długość powierzchni Ziemi wzdłuż południka w jednej minucie łukowej. I dopiero w 1929 roku Międzynarodowa Konferencja w Monako ustaliła długość Mila morska na 1852 metrach.
Trzeba pamiętać, że oprócz mil morskich są jeszcze inne. W przeszłości w różnych stanach istniało kilkadziesiąt różnych mil jako jednostki miary długości. Po wprowadzeniu systemu metrycznego mile jako jednostka pomiaru odległości zaczęły gwałtownie tracić popularność. Dziś z całej różnorodności mil statutowych pozostało tylko około dziesięciu. Najczęstszym z nich jest mila amerykańska. Jego długość to 1609,34 metry.
Nie tylko mila morska jest powiązana z długością południka Ziemi. Stara francuska miara długości ligi morskiej wynosi 5555,6 metra, co odpowiada trzem milom morskim. Ciekawe, że oprócz ligi morskiej we Francji istniała także liga lądowa, również powiązana długością południka, oraz liga pocztowa.
Zasady przeliczania prędkości
Dziś prędkość statków nadal mierzy się w węzłach. Aby oddać tę cechę w znanej nam formie, konieczne jest przeliczenie ich na kilometry na godzinę. To może być zrobione na kilka sposobów:
- Po prostu pomnóż liczbę węzłów przez 1,852 w dowolny możliwy sposób, na przykład za pomocą kalkulatora.
- Dokonaj przybliżonych obliczeń mentalnych, mnożąc liczbę węzłów przez 1,85.
- Zastosuj specjalne tabele tłumaczeń z Internetu.
Po dokonaniu takiego przeliczenia łatwo jest porównać prędkości statków i innych pojazdów.
Rekordziści sądowi
Prędkość morskich statków pasażerskich jest zwykle wyższa niż statków handlowych. Najnowszy oficjalny rekord (Błękitna Wstęga Atlantyku) należy do amerykańskiego superszybkiego liniowca transatlantyckiego "Stany Zjednoczone". Został zainstalowany w 1952 roku. Następnie liniowiec przepłynął Atlantyk ze średnią prędkością 35 węzłów (64,7 km/h).
Niesławny Titanic, w swoim jedynym rejsie, w momencie zderzenia z górą lodową w nocy z 14 na 15 kwietnia 1912 r. był praktycznie na granicy swoich możliwości technicznych z prędkością 22 węzłów. Najwyższa prędkość liniowców pasażerskich (Mauretania i Lusitania) wynosiła wówczas 25 węzłów (46,3 km/h).
Oto niektóre ze statków, które niegdyś były właścicielami Błękitnej Wstążki Atlantyku:
- Great Western (Wielka Brytania) w 1838 r.
- „Wielka Brytania” (Wielka Brytania) w 1840 r.
- „Bałtyk” (Wielka Brytania) w 1873 r.
- „Kaiser Wilhelm der Grosse” (Niemcy) w 1897 r.
- „Lusitania” (Wielka Brytania) w 1909 r.
- „Rex” (Włochy) w 1933 r.
- „Królowa Maria” (Wielka Brytania) w 1936 r.
Istnieje osobna kategoria jednostek pływających - wodoloty, które służą do przewozu pasażerów i straży przybrzeżnej. Mogą osiągać prędkości przekraczające 100 km/h (60 węzłów), ale ich zastosowanie na morzu jest poważnie ograniczone do strefy przybrzeżnej i mają niską wydajność ekonomiczną.
Zmiana priorytetów
Wraz z rozwojem lotnictwa tak aktywna rywalizacja między oceanicznymi statkami pasażerskimi straciła na znaczeniu. Pasażerowie przemierzający Atlantyk zaczęli preferować samoloty, a armatorzy musieli przestawić się na obsługę turystów. W przypadku statków wycieczkowych najważniejszymi wskaźnikami stały się niezawodność, komfort i ekonomiczność.
Optymalna prędkość dla nowoczesnych krążowników oceanicznych wynosi zwykle od 20 do 30 węzłów, a dla statków towarowych około 15 węzłów. Rekordowe osiągnięcie Stanów Zjednoczonych w tym czasie pozostało najwyższym w historii. W przypadku statków handlowych dzisiejsze wskaźniki priorytetowe to przede wszystkim wskaźniki ekonomiczne. Pogoń za rekordami to już przeszłość.
Wideo
W tym zestawieniu wideo znajdziesz wiele ciekawych informacji dotyczących pomiaru prędkości transportu morskiego.
„Określanie prędkości statku i przebytej odległości na morzu”
Odległość na morzu jest mierzona w milach morskich i milach kablowych, więc odległość przebyta przez statek jest mierzona w tych samych jednostkach. 1 mila = 10 kb.
Prędkość statku wyrażana jest w milach na godzinę lub węzłach.
Węzeł to jednostka prędkości statku równa jednej mili na godzinę. 1 węzeł = 1 mila na godzinę.
Przyrządy mierzące prędkość statku i określające przebytą odległość nazywane są opóźnienia.
Logi w zależności od zasady działania i urządzenia dzielą się na
Względne (hydrodynamiczne, indukcyjne), mierzące prędkość statku względem wody
Bezwzględne (logi Dopplera, układy inercyjne i geoelektromagnetyczne), mierzące prędkość statku względem ziemi.
1. Hydrodynamiczny. Działanie tych logów opiera się na pomiarze różnicy pomiędzy statycznym i dynamicznym ciśnieniem wody, które zależy od prędkości statku.
2. Wprowadzenie. Zasada działania opiera się na wykorzystaniu zależności pomiędzy prędkością statku a polem elektromagnetycznym indukowanym w wodzie przez źródło pola magnetycznego zamocowane na dnie statku.
3. Dopplera. Zasada działania opiera się na wykorzystaniu efektu Dopplera, który polega na zmianie obserwowanej częstotliwości ze względu na ruch względny emitowanego źródła energii
Ruch statku dzieli się również zwykle na prędkość względną V o (V l), prędkość bezwzględną V (V a, V u) i ruchomą V c pod wpływem wiatru, prądu lub ich połączonego efektu.
Na statkach stosuje się głównie dzienniki względne, które mierzą prędkość i przebytą odległość względem wody, z uwzględnieniem wiatru, ale bez uwzględnienia prądu. Z reguły lagi mają błąd zwany korekcją lagów.
Korekta opóźnienia nazywa się błędem systematycznym, wyrażonym w procentach.
S-ROL
L= ----------- 100%
gdzie S– rzeczywista (rzeczywista) odległość pobrana z mapy;
ROL- różnica między odczytami opóźnienia. OL=OL 2 - OL 1.
Często poprawka opóźnienia jest wyrażana w postaci współczynnika opóźnienia k l.
Korekta opóźnienia i prędkość statku są określane po budowie lub naprawie na specjalnych poligonach - linie pomiarowe w następujących warunkach: fala nie większa niż 3 punkty, wiatr do 8 m/s, głębokość nie mniejsza niż 6 średnie zanurzenie.
Korekta opóźnienia i prędkość statku są określane na FPH, SPH, MPH, SMPH w ładunku i pod balastem.
Otrzymane wyniki wpisuje się do tabeli elementów manewrowych.
W przypadku braku przepływu na mierzonej linii wykonywany jest 1 przebieg.
W przypadku stałego przepływu wykonuje się 2 przebiegi, aby go wykluczyć, ponieważ na wzajemnie odwróconych kursach ze wzoru (1) w pierwszym przebiegu załóżmy, że V 0 = V 1 - V T , a następnie w drugim przebiegu V 0 = V 2 - V T . Łączne rozwiązanie tych dwóch równań umożliwia wyeliminowanie prądu i określenie prędkości statku względem wody.
W związku z tym zostanie również określona korekta opóźnienia: są one obliczane ze wzoru (2) dla dwóch przejazdów.
Jeżeli na statku zamontowana jest śruba napędowa o stałym skoku, to podczas przebiegów zauważa się prędkość śruby N i zależność prędkości statku V obr. Następnie przebytą odległość można określić wzorem: , gdzie a- zaliczka, tj. odległość przebyta przez statek względem wody podczas jednego obrotu śruby. Obliczone z V około i odpowiadającej im częstotliwości obrotów śmigieł N: . .
W morzu poprawka prędkości i opóźnienia jest określana przez swobodnie pływający punkt odniesienia (aby wykluczyć prąd) za pomocą radaru lub bardzo precyzyjnych obserwacji (przez satelity) z wyłączeniem prądu w formie graficznej lub za pomocą wzorów. Aby wyeliminować narastające błędy, długość jednego przejazdu powinna wynosić 10 węzłów. - 2,3 mil morskich; 15 węzłów – 3,6 Mm; 18 węzłów - 4,3 mm lub; 20 węzłów - 4,9 NM (N. V. Averbakh, Yu. K. Baranov Określenie elementów manewrowych statku morskiego i korekty opóźnienia). Następnie
Zadania rozwiązane w prowadzeniu rozliczenia.
Wstępne obliczenie liczby opóźnień: OL i +1 =ROL+ OL i , gdzie ROL=Sl/kl.
Obliczanie odległości przebytej wzdłuż kłody: S l \u003d V l DT.
Obliczenie czasu żeglugi: T= S l / V l; DT= S u / V u;
5.2. Zasady pomiaru prędkości statku
Prędkość statku jest mierzona za pomocą specjalnych przyrządów ® lagów . Obecnie na statkach stosowane są następujące systemy (rodzaje) logów:
Opóźnienia gramofonu (produkowany na laglinie i na dnie).
Prędkość obrotnicy jest proporcjonalna do prędkości statku. Współczynnik proporcjonalności jest określany przez testowanie. Liczba obrotów obrotnicy jest odnotowywana na liczniku wskazującym odległość przebytą przez statek.
Dzienniki hydrodynamiczne (WKL).
Odbiorniki tych opóźnień mierzą ciśnienie dynamicznego słupa wody, które występuje podczas ruchu statku. Na podstawie zmierzonej wartości ciśnienia (różnica ciśnień dynamicznych i statycznych) w obwodzie zliczania opóźnienia generowane są prędkość statku i przebyty przez niego dystans. Sprężynowe (mieszkowe) i cieczowe (rtęciowe) manometry różnicowe służą do pomiaru różnicy ciśnień w tych logach. (LG-25, LG-50, LG-4, LG-6, MLG-25, MLG-50 itd.).
Opóźnienia indukcyjne (IEL).
Zasada działania tych opóźnień opiera się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej, która występuje, gdy woda morska porusza się między dwiema elektrodami w zmiennym polu magnetycznym. Źródłem pola magnetycznego w kłodzie jest elektromagnes zasilany prądem przemiennym. Jest zamknięty w owiewce, na powierzchni której znajdują się dwie elektrody pomiarowe mające kontakt z wodą morską. Pod wpływem zmiennego pola magnetycznego magnesu a zmienna emf. Amplituda tego emf. jest proporcjonalna do prędkości elektromagnesu i stąd statek. Pomiar sygnału pobieranego z elektrod odbywa się zgodnie z metodą kompensacji. Jeśli dzienniki hydrodynamiczne dają stabilne odczyty przy V>3 węzły., to indukcja®praktycznie z 0 węzłów
Dzienniki hydroakustyczne (GAL).
Zasada ich pracy opiera się za pomocą efektu Dopplera. Impuls drgań ultradźwiękowych wysyłany ze statku jest odbijany od ziemi i zwracany z powrotem do odbiornika dziennika statku. Kiedy statek się porusza częstotliwość odbieranego sygnału będzie się różnić od nadawanego sygnału w zależności od prędkości.
GAL mierzyć prędkość statku nie w stosunku do wody, jak wszystkie powyższe, ale w stosunku do ziemi i dlatego są brane pod uwagę absolutny opóźnienia ( nie względny). Jednak stabilna praca tych opóźnień jest możliwa na stosunkowo płytkich głębokościach morza, ale dokładność ich działania jest bardzo wysoka.
Logi wszystkich systemów, podobnie jak inne urządzenia, nie mogą dawać absolutnie dokładnych odczytów, wymagają okresowego wyrównania i korekty. Ta część błędu w odczytach opóźnień, której nie można skompensować, jest określana na „linii pomiarowej”, a następnie uwzględniana przy użyciu korekcji opóźnienia.
Korekta opóźnienia - wartość równą błędowi względnemu, wyrażona w procentach i przyjmowana z przeciwnym znakiem, tj.
gdzie S L- rzeczywistą odległość przebytą przez statek;
ROL to odległość przebyta przez statek zgodnie z licznikiem opóźnień ( ROL=OL 2 -OL 1 )
(5.7)
gdzie V 0 to rzeczywista prędkość statku;
V L- prędkość statku zgodnie z odczytami dziennika.
5.3. Wyznaczanie prędkości statku. Korekcja i współczynnik opóźnienia
Prędkość statku lub statku ( V) i ich korekty opóźnień (D L%) definiowane są na różne sposoby:
na wizualnej linii pomiarowej;
za pomocą radaru okrętowego;
przy użyciu precyzyjnego RNS;
na linii pomiarowej kabla itp.
Wszystkie sposoby ustalenia V i D L% różnią się tylko sposobem uzyskania prawdziwej odległości ( S) wymagane do obliczenia rzeczywistej prędkości statku ( V 0)® patrz Ryż. 5.4, 5.5, 5.6.
Rozważ jeden ze sposobów określania prędkości statku ( V) i jego korekty opóźnień (D L%) na wizualnej linii pomiarowej.
Wizualna linia pomiarowa ®specjalnie wyposażona gama do szybkich testów statków.
Taki wielokąt musi spełniać następujące wymagania:
- znajdować się z dala od dróg ruchu statków i statków;
– być wolne od zagrożeń nawigacyjnych (>2 mile) i osłonięte od wiatru i fal;
- powinien zapewniać swobodę manewru ( V 36 wiązania.® L= 3mile;V 24 zł wiązania.® L= 2mile oraz V£12 wiązania.® L= 1mile);
- być w stanie zapewnić wymaganą dokładność określenia lokalizacji i bezpieczeństwa żeglugi;
- mieć głębokości wykluczające wpływ płytkiej wody na prędkość statku (przy zanurzeniu 5 m oraz V 30 zł uz. H³ 95m).
Ryż. 5.1. Wizualna linia pomiarowa
Wizualna linia pomiarowa wyposażona jest w sieczne ( B, C, D) bramy (nie<2-х), направление которых перпендикулярно линии пробега судна (рис. 5.1), а расстояние между створами измерено с высокой точностью.
Niektóre linie pomiarowe są wyposażone w linię prowadzącą, wzdłuż której skierowana jest linia startowa statku ( ALE).
Sposób określania prędkości jazdy ( V) i korekty opóźnień (D L%) następująco:
statku, w ustalonym trybie pracy śrub, tj. przy stałej liczbie obrotów śmigieł (śmigła) wykonuje bieg wzdłuż linii prowadzącej ALE. (W przypadku braku wiodącej linii trasowania, kurs na biegu jest utrzymywany prostopadle do kierunku siecznych linii trasowania B, C, D).
Podczas przekraczania linii I siecznego celu ( B) na polecenie „Zero!” stopery obserwatorów są włączone i liczona jest liczba opóźnień ( OL 1 ) i licząc od sumarycznego licznika obrotów śmigła ( n 1 ).
Podczas przekraczania linii II linii siecznej ( G lub W) na polecenie „Zero!” stopery zatrzymują się i są usuwane: – odliczanie opóźnienia ( OL 2 ) i licząc od sumarycznego licznika obrotów śmigła ( n 2 ).
® rzeczywistą prędkość statku w biegu oblicza się ze wzoru:
(5.8)
gdzie S- odległość (od kształtu lub opisu mierzonej linii) pomiędzy siecznymi odcinkami B oraz G(lub B oraz W lub W oraz G) (tj. długość rozbiegu, która jest ustalana w zależności od prędkości statku na rozbiegu: jeżeli V<12wiązania. – 1Mila; jeśli V= 12¸24 wiązania. – 2mile; jeśli V>24wiązania. – 3mile);
t i – średni czas działania w sekundach (średni czas wszystkich stoperów).
®wylicza prędkość statku w biegu po kłodzie według wzoru:
(5.9)
gdzie ROL = OL 2 – OL 1 – różnica odczytów opóźnień (odczyty liczników opóźnień).
®wylicza liczbę obrotów śmigieł na minutę w biegu według wzoru:
(5.10)
gdzie 
.
®korekta opóźnienia jest obliczana w procentach (D L%) w biegu według wzoru:
(5.11)
®wyliczany jest współczynnik opóźnienia ( W celu L) w biegu według wzoru:
(5.12)
Aby wykluczyć wpływ prądu na wyniki, w każdym trybie pracy jednostek napędowych wykonuje się:
a)® 2 przebiegi ® jeśli prędkość przepływu w obszarze mierzonej linii jest stała;
b)® 3 przebiegi ® jeśli prąd nie jest stały i jego elementy ( W celu T , ty T) są niewiarygodne.
Muszą istnieć co najmniej 3 tryby pracy pędników (z reguły: I- "PX" - wyznaczony ruch; II- "SH" - 75% "HP"; III- "MH" - 50% "HP"). W każdym trybie wykonywane są (zwykle) 3 biegi i po obliczeniach mamy:
I bieg:V O1 , V L1 , N 1 , D L 1 %;
II bieg:V O2 , V L2 , N 2 , D L 2 %;
III bieg:V O3 , V L3 , N 3 , D L 3 %.
® obliczone dla konkretnego, przypisanego trybu pracy pędników, średnie wartości poszukiwanych wartości:
a)®rzeczywista (względna) prędkość statku ( V O) w trybie według wzoru:
;
(5.13)
b)®Prędkość statku wzdłuż kłody ( V L) w trybie według wzoru:
;
(5.14)
w)® liczba obrotów śmigieł (śmigieł) w trybie według wzoru:
;
(5.15)
G)®korekta opóźnienia w procentach (D L%) w trybie według wzoru:
;
(5.16)
mi)®współczynnik opóźnienia ( W celu L) w trybie według wzoru:
. (5.17)
Notatka:
Jeżeli w tym trybie nie zostaną wykonane 3, ale 2 biegi, to wzory (5.13¸5.17) przyjmą postać:
(5.13a)
(5.14a)
(5.15a)
(5.16a)
(5.17a)
IItryb–V O II, V L II, N O II,D L II%, W celu L II;
IIItryb–V O III, V L III, N O III, D L III%, W celu L III.
®na podstawie wyników pomiarów na linii pomiarowej zestawiane są:
|
a) wykres zależności między prędkością statku a częstotliwością obrotów śmigieł (rys. 5.2) |
b) wykres dopasowania korekcji opóźnienia (D L%) prędkość statku (rys. 5.3) |
|
Ryż. pięć. 2 . Wykres zgodności prędkości ruszaj się prędkość śrub okrętowych |
Ryż . 5. 3 . Wykres zgodności korekty dziennika prędkości statku |
Z tych wykresów pobierane są dane do wypełnienia arkuszy roboczych nawigatora (RTS).
Zależność prędkości jazdy do częstotliwości obrotów śmigieł
i korekta (współczynnik) opóźnienia
Z opóźnieniem. Dokładność orientacji w dużej mierze zależy od wiarygodnych informacji o prędkości statku. Podczas pływania po jeziorach i zbiornikach wodnych, średnią prędkość względem dna można wyznaczyć z kłody.
Nogi mają różne wzory. Kłody obrotnicy, pracujące na zasadzie obrotnicy hydrometrycznej, są nieruchome i przesuwają się do przodu w razie potrzeby od dna statku. Dzienniki hydrodynamiczne to dwie rurki, które mierzą ciśnienie wody zaburtowej podczas ruchu i parkowania. Im większa prędkość, tym większe ciśnienie w jednej z rurek. Różnicę ciśnienia można wykorzystać do oceny prędkości statku. Ogólnie rzecz biorąc, dzienniki są złożonymi urządzeniami elektromechanicznymi.
Przepływ rzeki, działając na kłodę, pozwala określić z niej tylko prędkość statku w stosunku do spokojnej wody, ale nie w stosunku do wybrzeża. Ponadto nierównomierne prądy i ruch statku w zakrętach kanału zniekształcają odczyty dziennika.
Wzdłuż długości kadłuba statku. Prędkość statku względem dna można określić jedną z następujących metod. Na dziobie i rufie wybierane są dwie płaszczyzny nadbudówki prostopadłe do płaszczyzny średnicy statku lub dwa obiekty, które tworzą wiodące płaszczyzny obserwacyjne. Dwóch obserwatorów stoi na dziobowych i rufowych samolotach obserwacyjnych H i K(ryc. 78). Obserwatorzy wybierają stały obiekt P, położony na wybrzeżu lub na wodzie. W momencie przybycia obiektu na nosową płaszczyznę obserwacji obserwator H daje sygnał, dzięki któremu obserwator W celu zauważa czas. Kiedy przedmiot dotrze P obserwator rufowego samolotu obserwacyjnego DO. tworzy również znacznik czasu. Odległość między płaszczyznami celowniczymi / i czas służy do obliczania prędkości.
Oznaczenia czasu może wykonać trzeci obserwator na moście, zgodnie ze znakami obserwatorów H oraz W celu w momencie przybycia obiektu P w samolotach celowniczych.
Ryż. 78. Do definicji prędkości
ruch statku na całej długości kadłuba
Mniej dokładnie prędkość jest obliczana podczas obserwacji obiektu P na jednym obiekcie statku, gdy brakuje czołowej płaszczyzny obserwacyjnej lub gdy obiekt widzenia znajduje się na trawersie dziobnicy i rufy statku.
Za pomocą wyszukiwania kierunku tematu. Istota tego prostego i niezawodnego
metoda jest następująca. W płaszczyźnie średnicy statku poruszającego się po linii prostej między punktami a i b (rys. 79) zmierz odległość ja zwana podstawą. Będąc w punktach a i b , obserwatorzy w tych samych momentach mierzą kąty a1 a2 a3 B1 B2 B3 itd. między podstawą a kierunkiem do obiektu P.
Podczas przetwarzania uzyskanych pomiarów na kartce papieru rysowana jest arbitralna linia, na której umieszczany jest punkt wyznaczający obiekt kierunkowy. Od tego miejsca pod zmierzonymi kątami a1, b1 itd. wykreśla się linie nośne o dowolnej długości. Widząc długość podstawy na linijce w dowolnej skali, umieszczają ją pomiędzy liniami namiaru równolegle do kursu, aż dotknie ich z odpowiednimi znakami.W ten sposób położenie kadłuba okrętu jest określane w momentach namiaru. odkrycie. Dystans, jaki statek przebył podczas namierzania, z uwzględnieniem przyjętej skali, pobierany jest bezpośrednio z wykresu.
Do zbudowania schematu wystarczą dwa DF, ale wynik jest bardziej wiarygodny przy kilku DF.
Namierzanie kierunku obiektu odbywa się za pomocą kompasu lub innego przyrządu goniometrycznego. W przypadku ich braku stosuje się tablet, którym może być arkusz sklejki, gruby karton, kawałek szerokiej deski lub stół pokładowy.
Nad punktem obserwacyjnym umieszcza się tabletkę z kartką papieru. Na arkuszu rysowana jest linia pokrywająca się z linią bazową. Celownik to drewniany klocek o gładkiej krawędzi.
Obserwator w momencie namierzania kierunku, kierując cięcie pręta na przedmiot, rysuje ołówkiem linię i zaznacza ją numerem pomiaru. Rogi z tabletu usuwamy za pomocą kątomierza.
Ryż. 79
Wyszukiwanie kierunku odbywa się w następujący sposób. Obserwatorzy po sprawdzeniu zegarków rozchodzą się na swoje miejsca. W tych samych momentach, na przykład po 15 lub 20 s, przyjmują namiar na ten sam obiekt. Namierzanie kierunku może odbywać się na sygnałach trzeciego obserwatora. Określając przebytą odległość i czas, łatwo obliczyć prędkość.
Zaproponowana metoda ma zastosowanie do określenia właściwości manewrowych statku: drogi bezwładności, cyrkulacji itp.
Przez względną prędkość zbliżania się statków. Znając odległości między nadjeżdżającymi lub wyprzedzanymi jednostkami, a także prędkość nadjeżdżającego lub wyprzedzanego statku, możesz określić prędkość własnego statku lub odwrotnie, obliczyć prędkość nadjeżdżającego lub wyprzedzanego pociągu na podstawie własnej prędkości. |
Oznaczmy: S - odległość między statkami, v1- prędkość naszego statku, v2 to prędkość nadjeżdżającego lub wyprzedzanego statku, t- czas zbliżania się. Następnie
W tej formule znak plus "+" jest brany w przypadku spotkania statków, a znak minus (-) jest brany pod uwagę w przypadku wyprzedzania.
Podczas wyprzedzania statków względna prędkość zbliżania się jest równa różnicy prędkości, a podczas spotkania suma prędkości obu statków. Innymi słowy, w pierwszym przypadku wyprzedzany statek wydaje się stać w miejscu, a wyprzedzający porusza się z prędkością równą różnicy ich prędkości. W drugim przypadku jeden ze statków wydaje się stać w miejscu, podczas gdy drugi porusza się z prędkością równą sumie prędkości obu statków.
Podczas nawigacji powyższy wzór ma ograniczone zastosowanie i może być stosowany tylko w szczególnych przypadkach. Dlatego określenie prędkości, a także czasu i odległości przebytej przez statki podczas spotkań i wyprzedzania można wykonać zgodnie z uniwersalnym nomogramem DK Zemlyanovsky'ego (ryc. 80). Jest łatwy w obsłudze, ma zastosowanie w warunkach okrętowych i pozwala szybko rozwiązać każdy problem bez obliczeń pośrednich, pod warunkiem, że statki poruszają się po tym samym lub równoległym kursie.
Nomogram ma trzy skale, a każda z nich dla wygody ma podwójny wymiar. Zasada posługiwania się nomogramem wynika z jego klucza. Np. pomiędzy statkiem poruszającym się z prędkością 20 km/h a pchanym pociągiem w momencie sygnalizacji rozbieżności odległość wynosi 2,5 km. Wymagane jest określenie prędkości pociągu, jeśli czas podejścia wynosi 300 s.
Aby określić prędkość popychacza, linijkę (ołówek, kartkę papieru, nić) nakłada się na górnej skali do znaku 300 s (patrz ryc. 80), a na środkowej skali do znaku 2,5 km. Odpowiedź czytamy w niższej skali – 30 km/h. Jest to łączna prędkość podejścia, stąd prędkość popychacza wynosi 10 km/h.
Jak wiadomo, w warunkach okrętowych podczas żeglugi po śródlądowych drogach wodnych często nie jest możliwe wykonanie nawet prostych wyścigów arytmetycznych.
Ryż. 80. Nomogram do określania prędkości statku, czasu i odległości przebytej przez statki podczas spotkania i wyprzedzania
cztery. Dlatego nomogram może być używany do rozwiązywania problemów dotyczących czasu i odległości podczas spotkania i wyprzedzania statków.
Na przykładach pokażemy metody obliczeń według nomogramu. Żeglarze nie powinni dążyć do uzyskania zbyt precyzyjnych wartości, takich jak dziesiąte części metra i sekundy. W przypadku dużych odległości całkiem dopuszczalne jest zaokrąglanie uzyskanych wartości do setek metrów, dla małych - do dziesięciu lub do metra.
Przykład l. Prędkość dwóch nadjeżdżających statków do przewozu ładunków suchych: zejście – 23 km/h, wzniesienie – 15 km/h. Odległość między statkami wynosi 1,5 km. Przed spotkaniem konieczne jest ustalenie czasu i odległości przebytej przez statki.
Decyzja. Suma prędkości statków wyniesie 38 km/h. Znajdujemy na dolnej skali punkt ze znakiem 38 km i przykładamy do niego linijkę. Drugi koniec linijki przykładamy do znaku 1500 m na skali odległości i odczytujemy odpowiedź na górnej skali - 140 s.
Prędkość łodzi poruszającej się z góry wynosi 23 km/h. Linijkę na dolnej skali przykładamy do znaku 23 km, a drugi koniec linijki do znaku 140 s, odczytujemy odpowiedź na skali odległości - 900 m. Następnie ścieżka przemierzona od dołu przez poruszający się statek ma 600 m.
Przykład 2. Pociąg o długości 150 m, jadąc z prędkością 8 km/h, z odległości 300 m, dając zgodę, zaczyna wyprzedzać statek towarowy o długości 50 m, który porusza się z prędkością 14 km/h. Oblicz całkowity czas i odległość wyprzedzania.
Decyzja, Całkowita odległość, czyli biorąc pod uwagę długości statku i skład, wynosi 500 m (300 + 150 4 "50 = 500 m). Różnica prędkości wynosi 5 km/h.
Aby określić czas, przykładamy jeden koniec linijki na lewej skali do znaku 6 km/h, a środek linijki do znaku 500 m na skali odległości. Odpowiedź odczytana jest na górnej skali - 320 s. Całkowita odległość przebyta przez statek wyprzedzający od początku wyzwolenia jest równa iloczynowi jego prędkości i czasu wyprzedzania. Zgodnie z nomogramem określa to już znana metoda. Końcówkę linijki przykładamy do oznaczenia 14 km/h, a prawy koniec do oznaczenia czasu 320 s. Czytamy odpowiedź na średniej skali - 1250 m.
Jak widać z powyższych przykładów, za pomocą nomogramu można łatwo i prosto rozwiązać wszelkie problemy związane z mijaniem i wyprzedzaniem statków, będąc bezpośrednio na statku.
Z pomocą radaru. Wśród środków technicznych najszerzej stosowane są radary do określania prędkości ruchu. Ekran radaru zawiera okręgi o stałym zasięgu (RCD), które można wykorzystać do określenia odległości. Niektóre radary mają ruchome koła zasięgu (VRM), dzięki czemu pomiar odległości jest jeszcze wygodniejszy. Mierząc odległość przebytą na obiekcie za pomocą radaru i obserwując czas, obliczana jest prędkość ruchu.
Według mapy nawigacyjnej lub według katalogu. W W takim przypadku przebyta odległość jest określana z mapy lub podręcznika, a czas jest określany na podstawie zegara. Dzieląc długość przejeżdżanego odcinka przez czas, obliczana jest prędkość ruchu. Ta metoda jest najczęstsza podczas żeglowania na łodziach rzecznych.
Ciągła wiedza nawigatora o niezawodnej prędkości jego statku jest jednym z najważniejszych warunków bezwypadkowej żeglugi.
Ruch statku względem dna z prędkością zwaną absamotny, jest rozpatrywany w nawigacji jako wynik dodania wektora prędkości statku względem wody oraz wektora prądu działającego w obszarze nawigacyjnym.
Z kolei wektor prędkości statku względem wody (wspominaćciałoprędkość) jest wynikiem pracy napędu statku oraz działania wiatru i fal na statek.
W przypadku braku wiatru i fal najprościej określa to częstotliwość obrotu śmigieł.
Znajomość prędkości pozwala określić odległość przebytą przez statek S około w milach:
S o = V o t, (38)
gdzie V około - prędkość statku, określona przez częstotliwość obrotu śmigieł, węzły; t- czas pływania statku, godz.
Metoda ta jest jednak niedokładna, ponieważ nie uwzględnia zmiany stanu statku (zanieczyszczenia kadłuba, zmiany zanurzenia), wpływu wiatru i fal. Na prędkość statku w wodzie wpływają następujące czynniki.
1. Stopień załadowania, przechylenia i trymu statku. Prędkość statku zmienia się wraz z zanurzeniem. Zwykle w dobrych warunkach pogodowych statek pod balastem ma nieco większą prędkość niż statek z pełnym ładunkiem. Jednak wraz ze wzrostem wiatru i fal, utrata prędkości statku pod balastem staje się znacznie większa niż statku pod pełnym obciążeniem.
Trymer ma znaczący wpływ na zmianę prędkości. Z reguły trym na nosie zmniejsza prędkość. Te same wyniki prowadzi do znacznego przycięcia rufy. Optymalna opcja trymowania jest wybierana na podstawie danych eksperymentalnych.
Obecność kołysania statku powoduje jego systematyczne zejście z zadanego kursu w kierunku burty wzniesionej, co jest konsekwencją naruszenia symetrii konturów części kadłuba zanurzonej w wodzie. Z tego powodu konieczne jest częstsze przesuwanie steru w celu utrzymania kursu, a to z kolei prowadzi do zmniejszenia prędkości statku.
2. Wiatr i fale zwykle oddziałują na statek jednocześnie i z reguły powodują straty prędkości. Wiatry czołowe i fale stawiają znaczne opory ruchowi statku i utrudniają jego sterowność. Straty prędkości w tym przypadku mogą być znaczne.
Wiatry i fale w tym samym kierunku zmniejszają prędkość statku głównie z powodu gwałtownego pogorszenia jego sterowności. Tylko przy słabym tylnym wietrze i niewielkich falach niektóre typy statków wykazują niewielki wzrost prędkości.
3. Zanieczyszczanie kadłuba obserwuje się podczas żeglugi statków w każdych warunkach, zarówno w wodzie słodkiej, jak i słonej. Najintensywniej porastanie występuje w ciepłych morzach. Konsekwencją zarastania jest wzrost wodoodporności na ruch statku tj. redukcja prędkości. Na średnich szerokościach geograficznych po sześciu miesiącach spadek prędkości może osiągnąć 5 – 10%. Walka z zarastaniem odbywa się poprzez systematyczne czyszczenie kadłuba statku i malowanie go specjalnymi
rosnące kolory.
4. Płytka woda. Wpływ płytkiej wody na zmniejszenie prędkości statku
zaczyna oddziaływać na głębokościach w rejonie żeglugi
H≤4Tcp + 3V 2 /g,
gdzie H - głębokość, m
Tcp, - średnie zanurzenie statku, m;
V- prędkość statku, m/s;
g- przyspieszenie ziemskie, m/s 2 .
Tym samym pod wpływem tych czynników naruszona zostanie zależność prędkości statku od prędkości obrotowej śrub określonych dla określonych warunków żeglugi. W takim przypadku obliczenia odległości przebytej przez statek wykonane wzorem (38) będą zawierały istotne błędy.
W praktyce nawigacyjnej prędkość statku jest czasami obliczana na podstawie znanej zależności
V=S/ t,
gdzie V- prędkość statku względem ziemi, węzły;
S - odległość przebyta ze stałą prędkością, mile; t - czas, godz.
Rozliczanie prędkości i odległości przebytej przez statek odbywa się najdokładniej za pomocą specjalnego urządzenia - dziennika.
Aby określić prędkość statku, wyposażone są w linie pomiarowe, których obszary lokalizacji podlegają następującym wymaganiom:
brak wpływu płytkiej wody, który zapewniony jest na minimalnej głębokości określonej ze wskaźnika
N/T≥ 6,
gdzie H- głębokość obszaru linii pomiarowej, m; T- zanurzenie statku, m;
ochrona przed przeważającymi wiatrami i falami;
brak prądów lub obecność słabych prądów stałych zgodnych z kierunkami przebiegów;
możliwość swobodnego manewrowania statkami.
Ryż. 23. Linia pomiarowa
Wyposażenie linii pomiarowej (ryc. 23) z reguły składa się z kilku równoległych odcinków siecznych i jednego prowadzącego prostopadle do nich. Odległości między siecznymi są obliczane z dużą dokładnością. W większości przypadków linię biegu statków wyznacza nie linia prowadząca, ale ustawione wzdłuż niej boje lub kamienie milowe.
Zazwyczaj pomiary są wykonywane przy pełnym obciążeniu i pod balastem dla głównych trybów pracy silnika. W okresie pomiarów na linii pomiarowej wiatr nie powinien przekraczać 3 punktów, a podniecenie – 2 punkty. Naczynie nie powinno mieć pięty, a trym powinien mieścić się w optymalnych granicach.
Aby określić prędkość, statek musi leżeć na kursie kompasu prostopadłym do linii siecznych linii trasowania i rozwijać zadaną częstotliwość obrotów śmigieł. Pomiar czasu trwania biegu odbywa się zwykle na podstawie odczytów trzech stoperów. W momencie przekroczenia pierwszego celu siecznego uruchamiane są stopery i co minutę zauważają wskazania obrotomierzy. Stopery zatrzymują się na przecięciu drugiego celu siecznego.
Po obliczeniu średniego czasu pracy według wskazań stoperów prędkość określa wzór
V = 3600S/t, (39)
gdzie S jest długością biegu między siecznymi, milami;
t- średni czas trwania biegu między siecznymi liniami, s; V- prędkość statku względem ziemi, węzły.
Prędkość obrotowa śmigieł jest określana jako średnia arytmetyczna z odczytów obrotomierza podczas jazdy.
Jeżeli w obszarze linii pomiarowej nie ma prądu, to prędkości względem gruntu i wody są równe. W takim przypadku wystarczy wykonać tylko jeden bieg. Jeżeli na polu manewrowym panuje stała prądowa w kierunku i prędkości, konieczne jest wykonanie dwóch przejazdów w przeciwnych kierunkach. Względna prędkość statku V 0 i częstotliwość obrotów śmigieł P w tym przypadku określą wzory:
Vo \u003d (V 1 + V 2) / 2, (40)
n=(n 1 + n 2)/2, (41)
Ryż. 24. Wykres zależności prędkości od częstotliwości obrotów śmigieł
gdzie V 1 , V 2 - prędkość statku względem dna na pierwszym i drugim biegu; n 1 i n 2
- częstotliwość obrotów śmigieł na pierwszym i drugim biegu.
Gdy w rejonie mierzonej linii działa jednostajnie zmieniający się prąd, zaleca się wykonanie trzeciego biegu w tym samym kierunku co pierwszy i oblicza się prędkość wolną od wpływu prądu no przybliżona formuła
V 0 \u003d (V 1 + 2V 2 + V 3) / 4. (42)
Jeśli charakter zmiany prądu jest nieznany lub chcą uzyskać dokładniejszy wynik, wykonuje się cztery przebiegi, a prędkość oblicza się według wzoru
V 0 \u003d (V 1 + 3V 2 + 3V 3 + V 4) / 8. (43)
Średnia prędkość obrotowa śmigieł w tych przypadkach jest obliczana odpowiednio dla trzech i czterech przebiegów:
n \u003d (n 1 + 2n 2 + n 3) / 4; (44)
n = (n 1 + 3n 2 + 3n 3 + n 4)/8. (45)
W ten sposób określa się prędkość i prędkość obrotową śmigieł dla kilku trybów pracy silników głównych w ładunku i pod balastem. Na podstawie uzyskanych danych budowane są wykresy zależności prędkości od prędkości obrotowej śrub dla różnych obciążeń statku (rys. 24).
Na podstawie tych wykresów zestawiono tabelę zależności między prędkością śmigieł a częstotliwością obrotów śmigieł lub tabelę zależności prędkości obrotowej śmigieł do prędkości statku.
Jeżeli jakakolwiek prędkość i odpowiadająca jej prędkość obrotowa śmigieł są znane z wyników przejazdu linii pomiarowej, to można obliczyć wartość prędkości dla dowolnej wartości pośredniej prędkości obrotowej śmigieł ze wzoru Afanasiewa
V I \u003d V 0 (n 1 / n 0) 0, 9, (46)
gdzie V0 - znana prędkość przy częstotliwości obrotów śmigła n 0 ; V And, - pożądana prędkość dla prędkości obrotowej pędnika n 1 .
Tak więc, po określeniu prędkości swojego statku zgodnie z wykresem jego zależności od prędkości obrotowej śmigieł, możesz obliczyć przebytą odległość w milach morskich za pomocą wzoru
gdzie V 0 - prędkość statku, węzły; t- czas żeglugi min.
Jeżeli znany jest przebyty dystans, obliczany jest czas przepłynięcia: v
Zgodnie z tymi wzorami zestawiono tabele „Odległość według czasu i prędkości” oraz „Czas według odległości i prędkości” w MT – odpowiednio 75 załączników 2 i 3.
Obliczenia przebytej drogi przy użyciu prędkości określonej przez częstotliwość obrotów śmigieł Vo6 wykonywane są tylko przy braku opóźnienia lub w celu sterowania jego pracą.
